白牛厂银多金属矿床位于滇东南个旧—薄竹山—老君山锡多金属成矿带中部,是滇东南除个旧和都龙之外的又一典型的大型—超大型银多金属矿床。本文在前人研究成果的基础上,系统研究其区域成矿背景和矿床地质特征,及岩石地球化学、同位素地球化学、流体包裹体、成岩年代学等内容,综合研究白牛厂矿床叠加成矿系统发育特征及成矿模式,主要取得如下成果:1.矿区处于扬子准地台、华南褶皱系、越北古陆三大构造单元的接合部位,是一个地质构造复杂,地壳稳定性较差,活动性较强的地区。区内发育有早元古代哀牢山群和瑶山群褶皱基底岩系,以震旦-三叠纪(Z-T)及第三纪等地层组成了沉积盖层。区内红河、弥勒—师宗、南盘江、文山—麻栗坡等深大断裂控制了本区的岩浆活动及矿产分布。该区域经历了加里东旋回、海西期、印支期地壳抬升,燕山期花岗岩强烈侵入及喜马拉雅期挤压碰撞的构造演化过程。发生于加里东裂陷海槽内的热水沉积作用与燕山期花岗质岩浆的侵入作用为滇东南地区大型—超大型矿床形成提供了有利的成矿动力学条件。2.矿区内地质构造、岩浆活动、矿化蚀变均较为复杂,叠加成矿系统分为热水沉积系统和岩浆-热液成矿系统。热水沉积成因矿体主要呈层状、似层状赋存于中寒武统田篷组地层,受控于F3层间滑动断裂,含矿围岩主要为碳酸盐岩碎屑岩系。受燕山期花岗岩体侵入作用的影响,矿体遭受岩浆—热液叠加改造作用。而岩浆-热液成因矿体呈陡倾状、脉状、透镜状产于断裂、裂隙内。围岩蚀变有云英岩化、矽卡岩化、角岩化、大理岩化、硅化等。岩浆-热液成矿系统包括矽卡岩成矿期、中温热液成矿期及低温热液成矿期。3.厘定了叠加成矿的继承性、新生性以及叠加性特征。空间上,从深部到地表,矿体类型依次为:岩浆-热液型中高温热液矿体(Ⅲ类)→叠加改造型层状矿体(Ⅳ类)→热水沉积型与叠加改造复合型矿体(Ⅰ类)→热水沉积型层状、似层状矿体(Ⅰ、Ⅱ类),不同类型的矿体叠置产出。构成特有的多因复合叠加成矿系统。4.矿床地球化学研究表明:①矿区内、外含矿层位沉积岩的ΣFe/Ti、(Fe+Mn)/Ti及Al/(AL+Fe+Mn)比值变化范围分别为0.04-1607.55,0.04~1730,0.06-0.98,变化范围较宽,暗示了热水沉积作用的存在。②矿区内岩体地球化学特征表明:岩体样品Si02含量变化范围为68.58~76.28%,平均73.11%,总碱(K2O+Na2O)为4.93-8.47%,平均7.57%,属于准铝质—过铝质花岗岩。矿区深部岩体较薄竹山花岗岩体具有相似的岩石成分和准—过铝质特征,但略富硅,推测矿区深部岩体具有较高的演化程度或属于岩浆系统演化相对晚期的产物。③矿区内、外中寒武统田蓬组地层沉积物中富集Ag、As、Hg、Pb、Sb、Sn等元素;矿区花岗岩及花岗斑岩具有较高的W、Bi、As、Co、Ag、Sb、Pb、Zn等元素,均高于地壳丰度值多个数量级,它们为矿床的形成提供了大量成矿物质。④矿石及单矿物的聚类分析和因子分析显示,矿石和单矿物的多元素组合特征既与热水沉积岩相似又与基性—酸性岩浆岩相似,但相关系数较高的元素组合更趋向于岩浆岩,暗示成矿元素既有来自地层,也有来自岩浆岩,但岩浆岩提供的成矿物质可能更多。⑤近矿围岩、矿石、单矿物(黄铁矿、磁黄铁矿),具有两组不同的稀土元素配分模式曲线,第一组呈现出与热水沉积物类似的右倾特征(球粒陨石标准化)和左倾或平缓型特征(北美页岩标准化),具有Eu的正异常和Ce负异常的特点;第二组呈现出与花岗岩类似的轻稀土富集、重稀土亏损的右倾趋势,且Eu负异常,而Ce无异常。此外,第一组具有向第二组渐变过渡的演化趋势,揭示矿石、单矿物(黄铁矿、磁黄铁矿)既有热水沉积作用,又有岩浆-热液作用,而近矿围岩受到了后期岩浆热液的改造。5.稳定同位素研究表明:①硫同位素组成分为两组,第一组范围较宽,硫化物硫的δ34S值变化范围为-9.4~+23.4‰,峰值范围-6-+6‰,部分样品δ34S值变化范围+12-+24‰,显示出硫的来源为混合硫,主要来自岩浆或深部地壳重熔物质,其次为海相硫,并可能有生物硫的参与。第二组范围较窄,硫化物硫的δ34S值变化范围为-3.9~+5.4‰,峰值范围0~+6‰,为高度浓集型分布,显示出单一岩浆硫来源的特征。②矿床中各类矿石矿物中206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别介于17.284-18.842,14.843-15.888,28.91-39.424。含矿地层内碳酸盐—碎屑岩206Pb/204Pb、 207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别介于21.26-18.26,16.308-15.487,39.96-37.927。矿床内花岗岩中206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别介于17.952-19.52,15.366-15.799,37.724-39.956。薄竹山花岗岩中206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别介于18.387-18.301,15.655-15.611,38.904-38.677。Pb同位素特征和图解显示矿区具有多来源Pb特点。矿石、矿物中的Pb同位素与部分地层Pb重叠,与矿区内的花岗岩基本一致,与薄竹山花岗岩中的Pb几乎一致,说明矿石矿物内的铅主要来自花岗岩,且具有上地壳-造山带铅来源的特点。③矿床中碳氧同位素组成变化范围较大(δ13CPDB=-8.87~+1.1‰,δ 18OSMOW=11.1~22.2‰)。在图解中显示出明显的三个区域,第一个区域的C02来源于海相碳酸盐岩;第二个区域的C02来源于深部岩浆;第三个区域源于海相碳酸盐岩与岩浆岩之间的过渡带,C02可能来自含盐热卤水与泥质岩相互作用,或者来自岩浆岩与海相碳酸盐岩的蚀变作用。④氢氧同位素特征值也显示出成矿介质水具有多来源混合水的特征(δDsMOW==-50~-122‰和δ18OH2O=12~-2.1‰),既有热卤水来源,也有岩浆水来源,并混有大气降水。6.热水沉积作用下发育的流体包裹体以气液两相为主,富含CH4、H2O气体,中-低温(109.9-372℃,平均216.9℃)、低密度(0.54~1.01g/cm3,平均0.866g/cm3)、低盐度(0.18-16.4%,平均3.79%),中低捕获压力(78-308Mpa,平均156Mpa)的流体性质。而岩浆-热液作用下与矿石矿物共生的脉石矿物内的包裹体,富含CH4、H2O气体,含有少量C02和N2气体组分为主要类型包裹体,以中—高温(125~491℃,平均295℃)、低密度(0.46-0.98g/cm3,平均0.77g/cm3)、低盐度(0.53-21.3%,平均5.19%)、中高捕获压力(78-458Mpa,平均225Mpa)为特征。两类流体包体相比较,岩浆—热液矿物的流体包裹体具有更高的温度和捕获压力。7.成矿年代分为两个时期:①由铅的同位素年龄获得矿石形成于中加里东期(488.8Ma~432.8Ma);②由闪锌矿的Rb-Sr和Sm-Nd法获得模式年龄分别为126.00±0.41Ma和79±31Ma,铅锌矿石全岩的Sm-Nd模式年龄为83±16Ma,基本代表了岩浆-热液成矿系统的年龄,为晚燕山期。其中,第二期次成矿年龄与花岗岩(85.34±0.65Ma)及花岗斑岩(84.7±1.7Ma)成岩年龄相近。8.白牛厂银多金属矿床的成矿模式应为“两套成矿系统异时同位叠加”,分别是被动大陆边缘裂陷槽环境的热水沉积成矿系统和同碰撞向板内挤压环境的岩浆—热液成矿系统叠加矿床。